Abstract To gain competitive advantage and thrive in the market, companies have introduced Kanban in software development. Kanban has been used in the manufacturing industry for over six decades. In the software engineering domain, Kanban was introduced in 2004 to increase flexibility in coping with dynamic requirements, bring visibility to workflow and related tasks, improve communication, and promote the pull system. However, the existing scientific literature lacks empirical evidence of the use of Kanban in software companies. This doctoral thesis aims to improve the understanding of the use of Kanban in software engineering. The research was performed in two phases: 1) analysis of scientific literature on Kanban in software engineering and industrial engineering and 2) investigation of Kanban implementation trends in software companies. The data was collected through systematic literature reviews, survey and semi-structured interviews. The results were synthesized to draw conclusions and outline implications for research and practice. The results indicate growing interest in the use of Kanban in software companies. The findings suggest that Kanban is applicable to software development, software maintenance, and portfolio management in software companies. Kanban brings visibility to task and offering status, limits work in progress at any given time gives people greater control over their work and limit task switching. Although Kanban offers several benefits, as reported in this dissertation, the findings show that software companies find it challenging to implement Kanban incrementally. / Tiivistelmä Ohjelmistoteollisuudessa Kanbanin käyttö on yleistynyt vuodesta 2004 alkaen. Sillä pyritään tuomaan joustavuutta muuttuvien vaatimusten hallintaan, tuomaan näkyvyyttä työnkulkuun ja toisiinsa liittyviin tehtäviin, parantamaan kommunikaatiota sekä edistämään imuohjauksen hyödyntämistä. Kanbania on käytetty valmistavassa teollisuudessa jo yli kuuden vuosikymmenen ajan. Olemassa olevassa tieteellisessä kirjallisuudessa on kuitenkin esitetty hyvin vähän empiirisiä tutkimustuloksia Kanbanin käytöstä ohjelmistoyrityksissä. Väitöskirjan tavoitteena on parantaa ymmärrystä Kanbanin käytöstä ohjelmistotuotannossa. Tutkimus toteutettiin kahdessa vaiheessa: 1) Kirjallisuusanalyysi Kanbanin käytöstä ohjelmistotuotannossa ja tuotantotekniikassa ja 2) Empiirinen tutkimus Kanbanin käyttöönoton trendeistä ohjelmistoyrityksissä. Tutkimusaineisto kerättiin systemaattisten kirjallisuuskatsausten, kyselytutkimuksen ja puolistrukturoitujen teemahaastattelujen kautta. Tutkimustulosten synteesin pohjalta tehtiin johtopäätöksiä Kanbanin käytöstä ohjelmistotuotannossa sekä niiden merkityksestä alan tutkimukselle ja Kanbanin käytölle yrityksissä. Tutkimuksen tulokset osoittavat kasvavaa kiinnostusta Kanbanin käyttöä kohtaan ohjelmistoyrityksissä. Tulosten perusteella Kanban soveltuu käytettäväksi ohjelmistokehityksessä, ohjelmistojen ylläpidossa sekä tuoteportfolion hallinnassa. Kanban tuo näkyvyyttä ohjelmistokehitykseen, niin meneillään olevien tehtävien kuin portfoliotarjoaman osalta. Se myös auttaa rajoittamaan työtehtävien ruuhkautumista ja antaa kehittäjille paremman tavan hallita työtään rajoittamalla työtehtävien vaihtoa. Vaikka Kanbanin käytöllä on mahdollista saavuttaa väitöskirjatutkimuksessa esitettyjä hyötyjä, tulokset osoittavat, että ohjelmistoyrityksillä on haasteita Kanbanin inkrementaalisessa käyttöönotossa.

Abstract Software engineering is advancing according to market needs. Consequently, software development methods that initially caused controversies such as Agile, and more recently Lean, are increasingly being adopted by the software industry. Particularly, Lean Software Development, which was initially regarded as one of the Agile methods, is acquiring an identity of its own as a means to scale Agile. However, Lean thinking is still open to interpretation in the domain of software development, which differs fundamentally from the manufacturing domain where Lean originally emerged. Specific issues such as the essence of Lean Software Development, the compatibility of Lean and Agile and the best combination of them are not properly understood. This dissertation addresses Lean thinking and its combination with Agile in the field of software development, by providing empirical evidence on how software-intensive organisations use them in practice. The research was performed in four phases. First, the relevant literature was analysed to identify research opportunities. Second, a survey strategy was used to investigate status and trends in the adoption of Agile and Lean. The third phase explored in detail how Agile and Lean are combined in practice, by conducting case studies on two large-scale, industry-leading companies that were transforming their processes from Agile Software Development into Lean Software Development. Finally, in the fourth phase, the results of the previous research phases were synthetized to draw conclusions and outline implications. The results of the study confirmed the interest of practitioners in using a combination of Agile and Lean. Unlike in manufacturing, the borders of Agile and Lean are not clearly defined in the software domain. The results provided evidence of numerous compatibilities between Agile and Lean in software development. Generally, the use of Agile methods at a prescriptive level is guided by Lean principles. However, Lean thinking also brings new practical elements to software development processes, such as Kanban, work-in-progress limits, a ‘pull’ and ‘less waste’-oriented culture and an extended emphasis on transparency and collaborative development. The results showed the fundamental importance of practices that enable quick feedback, fast learning and adaptation. / Tiivistelmä Ohjelmistotuotanto kehittyy markkinoiden tarpeiden mukaisesti. Aiemmin kiisteltyjä ketteriä menetelmiä, ja nykyään myös Lean-menetelmiä sovelletaan yhä useammin ohjelmistoteollisuudessa. Lean-menetelmiin perustuva Lean-ohjelmistokehitys erottuu selkeämmin välineenä laajentaa ketterien menetelmien käyttöä. Lean on yhä monitulkintainen ohjelmistotuotannossa, joka poikkeaa teollisuustuotannosta, josta Lean on peräisin. Lean-ohjelmistokehitystä, Lean- ja ketterien menetelmien yhteensopivuutta ja niiden parasta yhdistelmää ei vielä ymmärretä riittävän hyvin. Tämä väitöskirja käsittelee Lean-menetelmien yhdistämistä ketteriin menetelmiin ohjelmistotuotannossa. Tutkimus esittää kokemusperäistä tietoa, kuinka näitä menetelmiä käytetään ohjelmisto-alan organisaatioissa. Tutkimus oli nelivaiheinen. Aluksi tutkimusmahdollisuudet kartoitettiin tutkimalla aiheeseen liittyvää kirjallisuutta. Seuraavaksi tutkittiin kyselytutkimuksen avulla Lean- ja ketterien menetelmien käyttämisen nykytilaa ja kehitystä. Kolmannessa vaiheessa tapaustutkimuksilla selvitettiin Lean- ja ketterien menetelmien yhdistämistä käytännössä. Tapaustutkimuksia tehtiin kahdessa suuressa yrityksessä, jotka olivat muuttamassa prosessejaan ketteristä menetelmistä kohti Lean-ohjelmistokehitystä. Lopuksi aiemmat tutkimusvaiheet yhdistettiin johtopäätöksiä ja vaikutusten hahmottamista varten. Tutkimuksen tulokset vahvistavat Lean- ja ketterien menetelmien yhdistämisen kiinnostavan ohjelmistotuotannonharjoittajia. Lean- ja ketterien menetelmien rajat eivät ole selkeästi määriteltyjä ohjelmistotuotannossa. Tulokset tukevat käsitystä Lean- ja ketterien menetelmien yhteensopivuudesta. Lean ohjaa yleisellä tasolla ketterien menetelmien käyttöä. Lean tuo kuitenkin myös uusia elementtejä ohjelmistotuotantoon, kuten Kanban-menetelmän, keskeneräisen työn rajoittamisen, kysyntään perustuvan ’pull’-menetelmän ja turhan työn vähentämistä tavoittelevan ’less-waste’-työkulttuurin. Lean-ajattelu myös lisää painotusta läpinäkyvyyteen ja yhteistyöhön.

Abstract Resting-state (RS) measurements during functional magnetic resonance imaging (fMRI) have become an established approach for studying spontaneous brain activity. RS-fMRI results are often obtained using explorative approaches like spatial independent component analysis (sICA). These approaches and their software implementations are rarely evaluated extensively or specifically concerning RS-fMRI. Trust is placed in the software that they will work according to the published method descriptions. Many methods and parameters are used despite the lack of test data, and the validity of the underlying models remains an open question. A substantially greater number of evaluations would be needed to ensure the quality of exploratory RS-fMRI analyses. This thesis investigates the applicability of sICA methodology and software in the RS-fMRI context. The experiences were used to formulate general guidelines to facilitate future method evaluations. Additionally, a novel multiple comparison correction (MCC) method, Maxmad, was devised for adjusting evaluation results statistically. With regard to software considerations, the source code of FSL Melodic, popular sICA software, was analyzed against its published method descriptions. Unreported and unevaluated details were found, which implies that one should not automatically assume a correspondence between the literature and the software implementations. The method implementations should rather be subjected to independent reviews. An experimental contribution of this thesis is that the credibility of the emerging sliding window sICAs has been improved by the validation of sICA related preprocessing procedures. In addition to that, the estimation accuracy regarding the results in existing RS-fMRI sICA literature was also shown not to suffer even though repeatability tools like Icasso have not been used in their computation. Furthermore, the evidence against conventional sICA model suggests the consideration of different approaches to analysis of RS-fMRI. The guidelines developed for facilitation of evaluations include adoption of 1) open software development (improved error detection), 2) modular software designs (easier evaluations), 3) data specific evaluations (increased validity), and 4) extensive coverage of parameter space (improved credibility). The proposed Maxmad MCC addresses a statistical problem arising from broad evaluations. Large scale cooperation efforts are proposed concerning evaluations in order to improve the credibility of exploratory RS-fMRI methods. / Tiivistelmä Aivoista toiminnallisella magneettikuvantamisella (engl. functional magnetic resonance imaging, fMRI) lepotilassa tehdyt mittaukset ovat saaneet vakiintuneen aseman spontaanin aivotoiminnan tutkimuksessa. Lepotilan fMRI:n tulokset saadaan usein käyttämällä exploratiivisia menetelmiä, kuten spatiaalista itsenäisten komponenttien analyysia (engl. spatial independent component analysis, sICA). Näitä menetelmiä ja niiden ohjelmistototeutuksia evaluoidaan harvoin kattavasti tai erityisesti lepotilan fMRI:n kannalta. Ohjelmistojen luotetaan toimivan menetelmäkuvausten mukaisesti. Monia menetelmiä ja parametreja käytetään testidatan puuttumisesta huolimatta, ja myös menetelmien taustalla olevien mallien pätevyys on edelleen epäselvä asia. Eksploratiivisten lepotilan fMRI-datan analyysien laadun varmistamiseksi tarvittaisiin huomattavasti nykyistä suurempi määrä evaluaatioita. Tämä väitöskirja tutki sICA-menetelmien ja -ohjelmistojen soveltuvuutta lepotilan fMRI-tutkimuksiin. Kokemuksien perusteella luotiin yleisiä ohjenuoria helpottamaan tulevaisuuden menetelmäevaluaatioita. Lisäksi väitöskirjassa kehitettiin uusi monivertailukorjausmenetelmä, Maxmad, evaluaatiotulosten tilastolliseen korjaukseen. Tunnetun sICA-ohjelmiston, FSL Melodicin, lähdekoodi analysoitiin suhteessa julkaistuihin menetelmäkuvauksiin. Analyysissa ilmeni aiemmin raportoimattomia ja evaluoimattomia menetelmäyksityiskohtia, mikä tarkoittaa, ettei kirjallisuudessa olevien menetelmäkuvausten ja niiden ohjelmistototeutusten välille pitäisi automaattisesti olettaa vastaavuutta. Menetelmätoteutukset pitäisi katselmoida riippumattomasti. Väitöskirjan kokeellisena panoksena parannettiin liukuvassa ikkunassa suoritettavan sICA:n uskottavuutta varmistamalla sICA:n esikäsittelyjen oikeellisuus. Lisäksi väitöskirjassa näytettiin, että aiempien sICA-tulosten tarkkuus ei ole kärsinyt, vaikka niiden estimoinnissa ei ole käytetty toistettavuustyökaluja, kuten Icasso-ohjelmistoa. Väitöskirjan tulokset kyseenalaistavat myös perinteisen sICA-mallin, minkä vuoksi tulisi harkita siitä poikkeavia lähtökohtia lepotilan fMRI-datan analyysiin. Evaluaatioiden helpottamiseksi kehitetyt ohjeet sisältävät seuraavat periaatteet: 1) avoin ohjelmistokehitys (parantunut virheiden havaitseminen), 2) modulaarinen ohjelmistosuunnittelu (nykyistä helpommin toteutettavat evaluaatiot), 3) datatyyppikohtaiset evaluaatiot (parantunut validiteetti) ja 4) parametriavaruuden laaja kattavuus evaluaatioissa (parantunut uskottavuus). Ehdotettu Maxmad-monivertailukorjaus tarjoaa ratkaisuvaihtoehdon laajojen evaluaatioiden tilastollisiin haasteisiin. Jotta lepotilan fMRI:ssä käytettävien exploratiivisten menetelmien uskottavuus paranisi, väitöskirjassa ehdotetaan laaja-alaista yhteistyötä menetelmien evaluoimiseksi.